W trakcie swoich badań Einstein odkrył coś, co bardzo go zdziwiło: nie da się skonstruować matematycznego modelu statycznego Wszechświata, który byłby zgodny z ogólną teorią względności. Ten fakt wprawił go w zakłopotanie. Gdy patrzył w niebo, widział nieruchome gwiazdy i, jak jego poprzednicy. doszedł do błędnego wniosku, że Wszechświat, średnio rzecz biorąc, się nie zmienia. Nie kwestionował w żaden sposób tego założenia, ale po prostu przyjął je jako fakt [1]:

Za najważniejszy fakt doświadczalny, dotyczący rozkładu materii, należy uznać to, że prędkości gwiazd są bardzo małe w porównaniu z prędkością światła. Sądzę więc, że na razie możemy oprzeć swoje rozumowanie na następującym przybliżonym założeniu. Istnieje układ odniesienia, względem którego materię można uważać za pozostającą stale w spoczynku.

Ten sam problem, który odkrył Einstein w związku z ogólną teorią względności, istniał również w mechanice newtonowskiej, chociaż do czasu pojawienia się prac Einsteina nie był dobrze rozumiany.

E = mc². E oznacza tutaj całkowitą energię ciała, m- jego masę, a c²- kwadrat prędkości światła. Zgodnie z tym równaniem masa i energia sa równoważne w tym sensie, że stanowią miarę tej samej wielkości. Różnica zawiera się tylko w czynniku c², który w rzeczywistości oznacza, że masa i energia wyrażają się w różnych jednostkach. Gdy mierzymy odległość w centymetrach, otrzymujemy większą liczbę, niż gdy mierzymy ją w kilometrach, ale wiemy, że są to tylko dwa różne sposoby wyrażenia tego samego. Podobnie. masa/energia danego ciała jest jedną własnością, którą możemy równie dobrze mierzyć w gramach, jak i w ergach.

Nie ma więc już osobnych praw zachowania masy i energii. Z nastaniem szczególnej teorii względności oba prawa zachowania zespoliły się w jedno - prawo zachowania masy/energii. W skrócie zasada ta często nazywana bywa po prostu zachowaniem energii. Każda cząstka - na przykład elektron, proton czy neutron - posiada więc znaczną energię, nawet gdy znajduje się w spoczynku. Nosi ona nazwę energii spoczynkowej cząstki.

Ponieważ c jest tak dużą liczbą, z teorii względności wynika, że nawet niewielka ilość masy odpowiada olbrzymiej ilości energii. Jeśli m wyrazimy w gramach, a cw centymetrach na sekundę (c = 2,998 x 1010 centymetrów na sekundę*), otrzymamy energię w ergach.

wysyłając do Zeitschrift für Physik" sprostowanie (6). Tekst tego sprosto wania brzmiał tak:

We wcześniejszej nocie krytykowałem cytowaną pracę. Mój zarzut opierał się jednak jak przekonał mnie osobiście pan Krutkow i list od pana Friedmana na błędzie obliczeniowym. Jestem przekonany, że wyniki pana Friedmana są poprawne, a także wiele wyjaśniają. Pokazują one, że poza statycznym rozwiązaniem równań pola istnieją także rozwiązania zmienne w czasie o strukturze przestrzennie symetrycznej.

Pomimo tego komentarza Einstein wciąż wierzył, iż rozwią zania Friedmana nie mają zastosowania, ponieważ nadal był przekonany, że Wszechświat jest statyczny. Świadomie dobrał słowa, przyznając istnienie rozwiązań" zmiennych w czasie. unikając jednak słowa „Wszechświat". Oryginalny rękopis tego komentarza zawierał skreślone słowa raczej nie można im przy pisać fizycznego znaczenia" [7], co bez wątpienia odzwierciedla myśli Einsteina z tego okresu. Interesujący jest jednak fakt, że coś spowodowało, iż Einstein nie zawarł tych słów w opublikowanym komentarzu; może zdał sobie sprawę, że nie mają one czysto racjonalnego uzasadnienia.

Jeszcze przez kilka lat Einstein wierzył w statyczny Wszechświat.

Einstein odrzucił jednak hipotezę eteru i zamiast tego założył, że taką samą wartość prędkości światła, c, zmierzą wszyscy obserwatorzy poruszający się ze stałą prędkością w ustalonym kierunku, nawet jeśli są w ruchu względem siebie. Za taką hipotezą przemawiał wynik eksperymentu Michelsona-Morleya z 1887 roku, a do chwili obecnej została ona wielokrotnie potwierdzona.

To główne założenie szczególnej teorii względności wydaje się jednak na pierwszy rzut oka bezsensowne. Załóżmy na przykład, że znajduję się w spoczynku i obok mnie przebiega promień świetlny. Jego prędkość musi być równa c, standardowej wartości prędkości światła. Przypuśćmy teraz, że wyruszam w pościg za tym promieniem świetlnym w statku kosmicznym poruszającym się z prędkością 2/3 prędkości światła. Zdrowy rozsądek (i fizyka newtonowska) podpowiada mi, że zobaczę wtedy, iż promień świetlny oddala się ode mnie z prędkością zaledwie 1/3 c. Zgodnie z podstawową przesłanką szczególnej teorii względności, powinienem jednak po zmierzeniu prędkości ucieczki promienia znowu otrzymać c. Niezależnie od tego, jak bardzo bym się starał doścignąć promień świetlny, zawsze będzie się on oddalał z prędkością c.

Pomimo tej sprzeczności ze zdrowym rozsądkiem, Einstein wykazał, że założenie szczególnej teorii względności jest spójne, o ile zgodzimy się porzucić niektóre z naszych przyjętych z góry przekonań na temat przestrzeni i czasu. Musimy na przykład pożegnać się z przeświadczeniem, że pomiary przestrzeni i czasu dają takie same wyniki dla wszystkich obserwatorów. Pomiary takie stają się względne w tym sensie, że zależą od ruchu obserwatora i obserwowanego obiektu.